本發(fā)明涉及板式熱交換器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單側(cè)無觸點(diǎn)直通流道的板片。

背景技術(shù)：

由于板式熱交換器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，近年來，越來越多的傳統(tǒng)管式熱交換器應(yīng)用工位被板式熱交換器所替代。

在板式熱交換器中，板片和板片之間通過觸點(diǎn)相互接觸與支撐，在觸點(diǎn)和波紋的雙重作用下，在板片兩側(cè)形成復(fù)雜的三維網(wǎng)狀流道，流道形狀沿介質(zhì)流動(dòng)方向不斷變化，在流體轉(zhuǎn)向的遠(yuǎn)端和波紋觸點(diǎn)處，流動(dòng)場會(huì)變得非常不均勻，在此影響下，對于含有顆?；蛘咭子诜e垢的操作介質(zhì)，易于發(fā)生堵塞和積垢。

為了適應(yīng)含有顆粒物介質(zhì)的換熱需求，現(xiàn)有技術(shù)大多是通過加大板間距以增加流道高度或通過減小流道長度以提高流動(dòng)場均勻度的方式來解決，相應(yīng)地，冷熱介質(zhì)的流動(dòng)方式多為交錯(cuò)流，然而上述的一系列解決方案并不能完全解決現(xiàn)有問題，原因如下：

1.加大板間距，減小流道長度雖然可以減緩堵塞和結(jié)垢的發(fā)生，然而由于流道截面的變化、流向的轉(zhuǎn)變、觸點(diǎn)的存在，流道內(nèi)不可避免地存在滯流區(qū)，長期操作后必然積垢和堵塞。

2.當(dāng)冷熱流體存在溫位交叉時(shí)，單臺(tái)設(shè)備無法滿足傳熱要求，需要采用多臺(tái)設(shè)備串聯(lián)，加大了設(shè)備投資與占地面積，無形中削弱了板式熱交換器的優(yōu)勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對含顆粒介質(zhì)或易結(jié)垢的介質(zhì)，提供一種解決板間流道堵塞、積垢等問題且能夠適應(yīng)冷熱介質(zhì)存在溫位交叉的工況的單側(cè)無觸點(diǎn)直通流道的板片。

現(xiàn)有技術(shù)中的板片結(jié)構(gòu)，板片之間依靠觸點(diǎn)相互接觸，在板片波紋與觸點(diǎn)的作用下，介質(zhì)流道為復(fù)雜的三維網(wǎng)狀流，流場的不斷變化、流向的不斷變化，加之觸點(diǎn)的催化作用，板間流道內(nèi)的流動(dòng)場會(huì)產(chǎn)生較大的不均勻性，在流速較低的滯留區(qū)與觸點(diǎn)區(qū)域，易于發(fā)生顆粒物的堵塞和積垢?；谶@個(gè)原理，本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)性地提出了無觸點(diǎn)直通流道板片結(jié)構(gòu)，即對于易堵塞或易積垢介質(zhì)的流道，采用無觸點(diǎn)直通流道結(jié)構(gòu)。由于流道是直通流道，流道沿介質(zhì)流通方向基本保持不變，同時(shí)又消除了觸點(diǎn)的影響，因而從介質(zhì)入口到出口，流動(dòng)場基本保持一致，消除了顆粒物堵塞和積垢的前提條件，也就可以徹底地解決顆粒物堵塞和積垢問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種單側(cè)無觸點(diǎn)直通流道的板片，包括主傳熱面、均勻分布于主傳熱面的擾流波紋、承壓波紋及沿板片長度方向由一端向另一端延伸的分程波紋，其特征在于：所述承壓波紋與分程波紋相對于主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊后，在板片兩側(cè)形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述擾流波紋的高度小于橫向通道的流道間距的1/2，所述承壓波紋與分程波紋的高度等于縱向通道的流道間距的1/2，所述縱向通道內(nèi)，承壓波紋與承壓波紋相對且形成觸點(diǎn)、分程波紋與分程波紋相對且形成觸點(diǎn)，在所述橫向通道內(nèi)，擾流波紋與擾流波紋相對且不形成觸點(diǎn)。

所述擾流波紋為球冠形波紋、條形波紋、人字形波紋的一種或者組合并按網(wǎng)格或陣列方式布置，所述承壓波紋為錐臺(tái)形、梯臺(tái)形、頂部為平面的球冠形中的一種或者組合并按網(wǎng)格或者陣列方式布置，所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的或一端間斷的平直波紋或近似平直波紋，所述分程波紋的間斷處設(shè)有呈半圓弧形或折線形排列的折程波紋，所述折程波紋為 連續(xù)的或者間斷的波紋且相對于主傳熱面為凹波紋。

所述板片上設(shè)有一定間隔的沿板片寬度方向的連續(xù)的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋相對于主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對于主傳熱面為凸臺(tái)，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等于所述橫向通道的流道間距的1/2。

一種單側(cè)無觸點(diǎn)直通流道的板片，其特征在于，包括主傳熱面、均勻分布于主傳熱面的擾流波紋與承壓波紋及設(shè)于傳熱面一端并向另一端延伸的分程波紋，所述承壓波紋相對于主傳熱面為凸波紋，所述分程波紋相對于主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊后，在板片兩側(cè)形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述擾流波紋的高度小于縱向通道的流道間距的1/2，所述承壓波紋高度等于橫向通道的流道間距的1/2，分程波紋的高度等于縱向通道的流道間距的1/2。

所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的平直波紋，所述板片上設(shè)有一定間隔的沿板片寬度方向的連續(xù)的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋相對于主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對于主傳熱面為凸臺(tái)，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等于橫向通道的流道間距的1/2，。

一種單側(cè)無觸點(diǎn)直通流道的板片，其特征在于，包括主傳熱面、均勻分布于主傳熱面的承壓波紋及設(shè)于傳熱面一端并向另一端延伸的分程波紋，所述承壓波紋與分程波紋相對于主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊后，在板片兩側(cè)形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述承壓波紋與分程波紋的高度等于縱向通道的流道間距的1/2。

所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的或一端間斷的平直波紋，所述板片上設(shè)有一定間隔的沿板片寬度方向的連續(xù)的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋相對于主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對于主傳熱面為凸臺(tái)，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等于橫向通道的流道間距的1/2，所述一端間斷的分程波紋在波紋間斷處設(shè)置有呈半圓弧形或折線形排列的折程波紋，所述折程波紋為連續(xù)的或者間斷的波紋且相對于主傳熱面為凹波紋。

一種單側(cè)無觸點(diǎn)直通流道的板片，其特征在于，包括主傳熱面、均勻分布于主傳熱面的承壓波紋及設(shè)于傳熱面一端并向另一端延伸的分程波紋，所述承壓波紋相對于主傳熱面為凸波紋，所述分程波紋相對于主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊后，在板片兩側(cè)形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述承壓波紋高度等于橫向通道的板間流道間距的1/2。

所述分程波紋高度等于縱向通道的板間流道間距的1/2，所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的平直波紋，所述板片上設(shè)有一定間隔的沿板片寬度方向的連續(xù)的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等于板間流道間距的1/2，所述支撐波紋相對于主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對于主傳熱面為凸臺(tái)。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)多張板片組疊在一起后，在板片一側(cè)形成無觸點(diǎn)的直通流道，該直通流道橫截面沿介質(zhì)流動(dòng)方向上基本保持不變且沒有觸點(diǎn)，介質(zhì)流過該流道過程中流動(dòng)場十分均勻，該流道作為用于處理含顆?；蛞捉Y(jié)垢介質(zhì)的通道，徹底解決了現(xiàn)有板式熱交換器中的堵塞和結(jié)垢問題。

(2)由于板片上設(shè)置了縱向的分程波紋，多張板片組疊后，在板片一側(cè)形成縱向折程流道，橫向穿過板片的介質(zhì)a與沿縱向折程流道流動(dòng)的介質(zhì)b呈錯(cuò)逆流方式換熱，用于處理存在溫位交叉的介質(zhì)換熱，解決了現(xiàn)有板式熱交換器必須多臺(tái)串聯(lián)才能解決溫位交叉的問題。附圖說明

附圖說明

圖1是本發(fā)明的板片結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2是本發(fā)明的c-c向剖視圖，

圖3是本發(fā)明的d-d向剖視圖，

圖4是本發(fā)明組疊后形成的c-c截面剖視圖，

圖5是本發(fā)明組疊后形成的d-d截面剖視圖，

圖6是在板片長度方向一端設(shè)置有折程波紋的板片結(jié)構(gòu)示意圖，

圖7是折程數(shù)為大于1的奇數(shù)時(shí)，沿板長兩端設(shè)置有折程波紋的板片結(jié)構(gòu)示意圖，

圖8是折程數(shù)為大于2的偶數(shù)時(shí)，沿板長兩端設(shè)置有折程波紋的板片結(jié)構(gòu)示意圖，

圖9是設(shè)置有支撐波紋或支撐條的板片結(jié)構(gòu)示意圖，

圖10是圖9所示板片的e-e向剖視圖，

圖11是圖9所示板片組疊為板束后沿板寬橫向流道的截面剖視圖。

圖中：1.主傳熱面，2.擾流波紋，3.承壓波紋，4.分程波紋，5.折程波紋，6.支撐波紋，7.支撐條，a.介質(zhì)a，b.介質(zhì)b。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和最佳實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參閱圖1所示，本發(fā)明的一種單側(cè)無觸點(diǎn)直通流道的板片，由主傳熱面1、擾流波紋2、承壓波紋3及分程波紋4構(gòu)成。參閱圖2與圖3所示，擾流波紋2相對于主傳熱面1為凸波紋，承壓波紋3與分程波紋4相對于主傳熱面為凹波紋。參閱圖4與圖5所示，多張板片組疊后，在板片的一側(cè)，承壓波紋3與承壓波紋3相接觸形成觸點(diǎn)，觸點(diǎn)通過焊接的方式進(jìn)行連接以滿足承壓要求，分程波紋4與分程波紋4相接觸，可通過焊接方式實(shí)現(xiàn)密封以防止折流程的流體短路，在板片的另一側(cè)，擾流波紋2的高度小于板間流道間距的1/2，因此組疊后在流道內(nèi)擾流波紋2雖然相對但不會(huì)形成波紋觸點(diǎn)。

結(jié)合圖1及圖2，圖3，圖4，圖5，多張板片組疊后，板片的一側(cè)形成無觸點(diǎn)的直通流道，該流道作為易堵塞或者易結(jié)垢介質(zhì)a的流道，而另外一側(cè)形成有觸點(diǎn)的流道，該流道作為較為清潔或不易結(jié)垢介質(zhì)b的流道。由于介質(zhì)a直通通過無觸點(diǎn)的直通流道，介質(zhì)流道沿流通方向基本不發(fā)生偏轉(zhuǎn)與變化，加之沒有觸點(diǎn)的影響，因此在該流道內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)滯留區(qū)，因 此不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢或者顆粒物堵塞。此外，由于板片上設(shè)置了分程波紋4，多張板片組疊后，分程波紋將介質(zhì)b流道分成了兩程，介質(zhì)b通過板片第一程流道的左端流入，從右端流出，通過設(shè)置在板疊外部的管箱進(jìn)行折返后，從第二程流道的右端流入，從左端流出，介質(zhì)a橫穿通過無觸點(diǎn)流道，介質(zhì)a與介質(zhì)b在板片兩側(cè)形成錯(cuò)逆流換熱，無需多臺(tái)設(shè)備串聯(lián)即可解決介質(zhì)a與介質(zhì)b溫位交叉的問題。

承壓波紋3通過觸點(diǎn)解決板片的承壓問題，觸點(diǎn)的形狀為錐臺(tái)形、梯臺(tái)形、頂部為平面的球冠形中的一種或者組合并按網(wǎng)格或者陣列方式布置，加強(qiáng)波紋通過擾流波紋起到加強(qiáng)板片剛度和強(qiáng)化傳熱的作用，其波紋形式可以是沿介質(zhì)流通方向布置的球冠形波紋、條狀波紋及網(wǎng)格狀波紋的一種或者這三者的組合，波紋高度以小于板間流道高度的1/2且不引起滯留區(qū)為限。

很顯然地，如圖2、圖3所示，當(dāng)改變承壓波紋3與擾流波紋相對于主傳熱面的方向時(shí)，即，承壓波紋相對于主傳熱面調(diào)整為凸波紋，擾流波紋相對于主傳熱面調(diào)整為凹波紋或者凸波紋時(shí)，當(dāng)多張板片組疊后，沿板長方向的縱向流道即變成了無觸點(diǎn)的直通流道。進(jìn)一步地，當(dāng)板片只有承壓波紋、分程波紋而無擾流波紋時(shí)，且承壓波紋與分程波紋的特征與上述描述相同時(shí)，依然可以構(gòu)成具有本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)的板片，該板片也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

參閱圖6所示，分程波紋4在一端開口，在該開口區(qū)內(nèi)設(shè)置折程波紋5，折程波紋5對介質(zhì)b起到導(dǎo)流的作用，介質(zhì)b不流出板片即完成折返，相應(yīng)地，板片組裝成板束后在流體折返側(cè)不需再設(shè)置管箱。相應(yīng)地，折程波紋4的形狀可以是圓弧形或折線形，波紋為連續(xù)的或者間斷的。

參閱圖7所示，沿板寬方向設(shè)置了數(shù)量為m(m為偶數(shù))的分程波紋4，在分程波紋4的作用下，將b側(cè)流道沿板寬方向分割成為m+1程流道，介質(zhì)b從第一程的左側(cè)流入，經(jīng)過折程波紋5導(dǎo)流流入第二程，依次流過第三程，……，第m程，最終從第m+1程流道的右側(cè)流出板片。

參閱圖8所示，沿板寬方向設(shè)置了數(shù)量為n(n為奇數(shù))的分程波紋4，在分程波紋4的作用下，將b側(cè)流道沿板寬方向分割成為n+1程流道，介質(zhì)b從第一程的左側(cè)流入，經(jīng)過折程波紋5導(dǎo)流流入第二程，依次流過第三程，……，第n程，最終從第n+1程流道的左側(cè)流出板片。

參閱圖9所示，沿板片長度方向設(shè)置了一定間隔的支撐波紋6和/或支撐條7。結(jié)合圖10、圖11所示，支撐波紋相對于主傳熱面1為凸波紋，多張板片組疊后，對介質(zhì)a側(cè)流道起支撐作用。支撐波紋6和支撐條7可以是連續(xù)的或者斷續(xù)的，其數(shù)量根據(jù)要求可以增減。

結(jié)合圖9、圖10、圖11所示，增設(shè)支撐波紋6或支撐條7，a側(cè)流道僅僅沿板長方向被分割成了若干個(gè)小直通流道，介質(zhì)a的流動(dòng)形態(tài)與流動(dòng)均勻性不受任何影響，仍然具備無滯留區(qū)、無波紋觸點(diǎn)、流動(dòng)場均勻、直通流道的特點(diǎn)，即，增設(shè)支撐波紋6或支撐條7后，板片的抗堵塞、抗結(jié)垢介質(zhì)與未設(shè)置時(shí)完全一樣。進(jìn)一步地，支撐波紋6或者支撐條7可以設(shè)計(jì)成連續(xù)的或者間斷的結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，構(gòu)成板片的承壓波紋、擾流波紋、折程波紋、支撐波紋均可以通過柱、筋等結(jié)構(gòu)件替代，由此衍生出新的板片，具有與本發(fā)明相同的創(chuàng)新性與新穎性，該結(jié)構(gòu)的板片也應(yīng)被視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。